Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

CN112765740B - 一种设计阶段确定吊篮式缓冲装置缓冲效果的方法 - Google Patents

一种设计阶段确定吊篮式缓冲装置缓冲效果的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112765740B
CN112765740B CN202011630097.6A CN202011630097A CN112765740B CN 112765740 B CN112765740 B CN 112765740B CN 202011630097 A CN202011630097 A CN 202011630097A CN 112765740 B CN112765740 B CN 112765740B
Authority
CN
China
Prior art keywords
buffer device
type buffer
basket type
precision instrument
basket
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202011630097.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112765740A (zh
Inventor
杨功碧
张江源
涂勇强
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xiamen Huayuan Jiahang Technology Co ltd
Original Assignee
Xiamen Huayuan Jiahang Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xiamen Huayuan Jiahang Technology Co ltd filed Critical Xiamen Huayuan Jiahang Technology Co ltd
Priority to CN202011630097.6A priority Critical patent/CN112765740B/zh
Publication of CN112765740A publication Critical patent/CN112765740A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112765740B publication Critical patent/CN112765740B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/10—Geometric CAD
    • G06F30/17—Mechanical parametric or variational design
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F1/00—Springs
    • F16F1/36—Springs made of rubber or other material having high internal friction, e.g. thermoplastic elastomers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/02—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems
    • F16F15/04—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems using elastic means
    • F16F15/08—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems using elastic means with rubber springs ; with springs made of rubber and metal
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/20—Design optimisation, verification or simulation
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2119/00—Details relating to the type or aim of the analysis or the optimisation
    • G06F2119/14—Force analysis or force optimisation, e.g. static or dynamic forces
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Computational Mathematics (AREA)
  • Vibration Prevention Devices (AREA)

Abstract

本发明公开了一种设计阶段确定吊篮式缓冲装置缓冲效果的方法，其步骤为：S1、对每个橡胶减振器进行六向刚度阻尼模型构建并定义物理参数；S2、构建惯性坐标系、惯导坐标系以及减振器坐标系，并定义各坐标系间关系；S3、定义系统物理参数、运动学参数、外界激励和缓冲效果；S4、构建吊篮式缓冲装置的六自由度动力学方程；S5、根据外界冲击计算得到精密仪器三向加速度的最大值，求得吊篮式缓冲基座的三向缓冲效果；该方法计算简便，易于操作，结果准确性和可靠性高，不需要制造出实际的装置，也不需要进行复杂的试验，在设计阶段就能确定吊篮式缓冲装置缓冲效果，缩短了吊篮式缓冲装置的设计周期并降低了吊篮式缓冲装置的试验风险。

Description

一种设计阶段确定吊篮式缓冲装置缓冲效果的方法
技术领域
本发明涉及吊篮式缓冲装置技术领域，特别涉及一种设计阶段确定吊篮式缓冲装置缓冲效果的方法。
背景技术
精密仪器需要一个良好的使用环境才能发挥其最大精度，但在实际使用中，安装于军用载体上的精密仪器往往受到远超其工作承受能力的大冲击的威胁，为了避免大冲击对精密仪器造成精度降低或者破坏，需要为精密仪器设计并配备缓冲装置来衰减大冲击对其的影响。考虑到衰减大冲击的要求以及空间体积的限制，已公开专利CN202485550U提供了一种精密仪器用衰减大冲击的缓冲装置，该实用新型采用吊篮式支架和橡胶减振器组合的结构，将精密仪器负载的重心和橡胶减振器阵列重合，减小单方向的冲击对其他方向的耦合作用。而已公开专利CN202485550U提供的吊篮式缓冲装置已经广泛应用于军用载体的精密仪器上。
随着精密仪器可靠性设计要求的深入推进，吊篮式缓冲装置的缓冲效果的确定是确认精密仪器在大冲击环境下能可靠工作的重要评定工作。目前，主要采用试验的方法确定吊篮式缓冲装置的缓冲效果，具体方法为：设计并制造好吊篮式缓冲基座后，将吊篮式缓冲基座安装于冲击台上，并将精密仪器安装在吊篮式缓冲基座，在冲击台台面和精密仪器上分别贴有加速度传感器，控制冲击台给吊篮式缓冲基座大冲击，通过采集冲击台台面和精密仪器上的加速度传感器信号，得到吊篮式缓冲装置的缓冲效果。试验法能较客观真实地反应吊篮式缓冲基座的缓冲效果，但其缺点明显：周期长，且若设计不当将破坏吊篮式缓冲装置甚至精密仪器。因此，为缩短周期和减小试验风险，必须在设计阶段进行吊篮式缓冲装置的缓冲效果确定。
发明内容
本发明的目的是提供一种解决上述技术问题实现设计阶段确定吊篮式缓冲装置缓冲效果的方法。
为此，本发明技术方案如下：
一种设计阶段确定吊篮式缓冲装置缓冲效果的方法，步骤如下：
S1、对每个橡胶减振器进行六向刚度阻尼模型构建，并定义橡胶减振器的六向刚度阻尼模型的物理参数，包括其三个线性方向的刚度和阻尼、及三个扭转方向的刚度和阻尼；
S2、构建惯性坐标系、精密仪器坐标系以及减振器坐标系，并定义各坐标系之间的关系；
S3、定义系统物理参数，包括精密仪器和吊篮式缓冲装置支架的组合重量，精密仪器和吊篮式缓冲装置支架的组合相对于精密仪器坐标系的转动惯量，吊篮式缓冲装置相对于精密仪器坐标系的阻尼矩阵，以及吊篮式缓冲装置相对于精密仪器坐标系的刚度矩阵；定义运动学参数，包括精密仪器相对吊篮式缓冲装置底座的位移分量、以及精密仪器相对吊篮式缓冲装置底座的旋转角度分量；定义外界激励由外界运动输入的各分量组成；基于外界的冲击一般通过线性运动传递到吊篮式缓冲装置上定义缓冲效果，包括x向缓冲效果为x向精密仪器最大加速度与外界x向线性加速度最大值的比值，y向缓冲效果为y向精密仪器最大加速度与外界y向线性加速度最大值的比值，z向缓冲效果为z向精密仪器最大加速度与外界z向线性加速度最大值的比值；
S4、基于步骤S3定义的系统物理参数、系统运动学参数和外界激励，构建吊篮式缓冲装置的六自由度动力学方程；
S5、根据外界冲击计算得到精密仪器三向加速度的最大值，求得吊篮式缓冲基座的x向缓冲效果，吊篮式缓冲基座的y向缓冲效果和吊篮式缓冲基座的z向缓冲效果。
进一步地，步骤S1的具体实施步骤为：
S101、以单个橡胶减振器的重心为原点，将橡胶减振器底座的前端面的法线方向定义为前向轴方向，将橡胶减振器底座的右端面的法线方向定义为右向轴方向，将橡胶减振器的顶面的法线方向定义为天向轴方向；则第n个橡胶减振器坐标系的三个轴分别为：前向轴JnRn、右向轴JnPn和天向轴JnSn，n＝1,2,3,4；
S102、定义橡胶减振器的六向刚度阻尼模型的三个线性方向的刚度分别为右向刚度kpn、前向刚度krn和朝上刚度ksn；三个线性方向的阻尼分别为右向阻尼cpn、前向阻尼crn和朝上阻尼csn；三个扭转方向的刚度分别为右旋刚度kλn、前旋刚度kξn和上旋刚度kυn；三个扭转方向阻尼分别为右旋阻尼cλn、前旋阻尼cξn和上旋阻尼cυn；
S103、采用矩阵形式对橡胶减振器的六向刚度阻尼模型的各项参数进行表示：
定义橡胶减振器的六向刚度阻尼模型的线性刚度矩阵为：
定义橡胶减振器的六向刚度阻尼模型的线性阻尼矩阵为：
定义橡胶减振器的六向刚度阻尼模型的扭转刚度矩阵为：
定义橡胶减振器的六向刚度阻尼模型的扭转阻尼矩阵为：
进一步地，步骤S2的具体实施步骤为：
S201、构建惯性坐标系、精密仪器坐标系和减振器坐标系：构建惯性坐标系O-XYZ，其静态下O与精密仪器质心重合，OY朝精密仪器正前方，OZ垂直于精密仪器朝上，由右手定则得到OX，惯性坐标系O-XYZ的特征为相对于大地静止，即始终和初始状态一致；构建精密仪器坐标系其静态下精密仪器坐标系与惯性坐标系O-XYZ重合，且固联于精密仪器，精密仪器坐标系的特征为随精密仪器的运动而运动；构建减振器坐标系：对每个减振器构建减振器坐标系Jn-PnRnSn；其中，n为减振器位号，Jn为第n个减振器的减振中心，JnRn朝第n个减振器的正前方，JnSn垂直于第n个减振器朝上，由右手定则得到JnPn，n＝1,2,3,4；
S202、定义惯性坐标系和减振器坐标系的关系：
设定任一矢量在第n个减振器的减振器坐标系Jn-PnRnSn下表示为pn，在惯性坐标系O-XYZ下表示为x，则x与pn的转换关系为：
x＝An·pn+rn，
式中，rn为O相对于Jn的位移矢量，其由下式确定：
rn＝[rxn ryn rzn]T，
式中，rxn为O点相对于Jn的位移矢量在O-XYZ下在OX方向上的投影；ryn为O点相对于Jn的位移矢量在O-XYZ下在OY方向上的投影；rzn为O点相对于Jn的位移矢量在O-XYZ下在OZ方向上的投影；
An为Jn-PnRnSn与O-XYZ的正交转换矩阵，其由O-XYZ与Jn-PnRnSn间各个坐标轴的旋转角度确定：
式中，αn，βn和γn为O-XYZ相对于Jn-PnRnSn的旋转欧拉角的三个分量：γn为O-XYZ相对于Jn-PnRnSn的旋转欧拉角中第一步绕JnSn旋转的角度，βn为O-XYZ相对于Jn-PnRnSn的旋转欧拉角中第二步绕JnRn旋转的角度，αn为O-XYZ相对于Jn-PnRnSn的旋转欧拉角中第三步绕JnPn旋转的角度。
进一步地，步骤S3的具体实施步骤为：
S301、定义系统物理参数，包括：
定义精密仪器和吊篮式缓冲装置支架的组合重量为m；
定义精密仪器和吊篮式缓冲装置支架的组合相对于精密仪器坐标系的转动惯量为：
其中，为精密仪器和吊篮式缓冲装置支架的组合相对于轴的转动惯量在轴上的分量，为精密仪器和吊篮式缓冲装置支架的组合相对于轴的转动惯量在轴上的分量，为精密仪器和吊篮式缓冲装置支架的组合相对于轴的转动惯量在轴上的分量，为精密仪器和吊篮式缓冲装置支架的组合相对于轴的转动惯量在轴上的分量，为精密仪器和吊篮式缓冲装置支架的组合相对于轴的转动惯量在轴上的分量，为精密仪器和吊篮式缓冲装置支架的组合相对于轴的转动惯量在轴上的分量，为精密仪器和吊篮式缓冲装置支架的组合相对于轴的转动惯量在轴上的分量，为精密仪器和吊篮式缓冲装置支架的组合相对于轴的转动惯量在轴上的分量，为精密仪器和吊篮式缓冲装置支架的组合相对于轴的转动惯量在轴上的分量；
定义和吊篮式缓冲装置相对于精密仪器坐标系的阻尼矩阵和刚度矩阵分别为：
其中，精密仪器相对吊篮式缓冲装置底座的位移分量为x、y和z；其中，x为精密仪器坐标系中心相对于惯性坐标系中心O的位移在OX上的投影，y为精密仪器坐标系中心相对于惯性坐标系中心O的位移在OY上的投影，z为精密仪器坐标系中心相对于惯性坐标系中心O的位移在OZ上的投影；精密仪器相对吊篮式缓冲装置底座的旋转角度分量为θ、φ和ψ；其中，θ为精密仪器坐标系中心坐标轴相对于惯性坐标系坐标轴OX上的旋转角，φ为精密仪器坐标系中心坐标轴相对于惯性坐标系坐标轴OY上的旋转角，ψ为精密仪器坐标系中心坐标轴相对于惯性坐标系坐标轴OZ上的旋转角。因此，吊篮式缓冲装置相对于精密仪器坐标系的阻尼矩阵中各个符号的含义为：Cxx为吊篮式缓冲装置由精密仪器的x方向位移产生的x方向的阻尼力；Cxy为吊篮式缓冲装置由精密仪器的y方向位移产生的x方向的阻尼力；Cxz为吊篮式缓冲装置由精密仪器的z方向位移产生的x方向的阻尼力；Cxθ为吊篮式缓冲装置由精密仪器的θ方向旋转产生的x方向的阻尼力；Cxφ为吊篮式缓冲装置由精密仪器的φ方向旋转产生的x方向的阻尼力；Cxψ为吊篮式缓冲装置由精密仪器的ψ方向旋转产生的x方向的阻尼力；Cyx为吊篮式缓冲装置由精密仪器的x方向位移产生的y方向的阻尼力；Cyy为吊篮式缓冲装置由精密仪器的y方向位移产生的y方向的阻尼力；Cyz为吊篮式缓冲装置由精密仪器的z方向位移产生的y方向的阻尼力；Cyθ为吊篮式缓冲装置由精密仪器的θ方向旋转产生的y方向的阻尼力；Cyφ为吊篮式缓冲装置由精密仪器的φ方向旋转产生的y方向的阻尼力；Cyψ为吊篮式缓冲装置由精密仪器的ψ方向旋转产生的y方向的阻尼力；Czx为吊篮式缓冲装置由精密仪器的x方向位移产生的z方向的阻尼力；Czy为吊篮式缓冲装置由精密仪器的y方向位移产生的z方向的阻尼力；Czz为吊篮式缓冲装置由精密仪器的z方向位移产生的z方向的阻尼力；Czθ为吊篮式缓冲装置由精密仪器的θ方向旋转产生的z方向的阻尼力；Czφ为吊篮式缓冲装置由精密仪器的φ方向旋转产生的z方向的阻尼力；Czψ为吊篮式缓冲装置由精密仪器的ψ方向旋转产生的z方向的阻尼力；Cθx为吊篮式缓冲装置由精密仪器的x方向位移产生的θ方向的阻尼力矩；Cθy为吊篮式缓冲装置由精密仪器的y方向位移产生的θ方向的阻尼力矩；Cθz为吊篮式缓冲装置由精密仪器的z方向位移产生的θ方向的阻尼力矩；Cθθ为吊篮式缓冲装置由精密仪器的θ方向旋转产生的θ方向的阻尼力矩；Cθφ为吊篮式缓冲装置由精密仪器的φ方向旋转产生的θ方向的阻尼力矩；Cθψ为吊篮式缓冲装置由精密仪器的ψ方向旋转产生的θ方向的阻尼力矩；Cφx为吊篮式缓冲装置由精密仪器的x方向位移产生的φ方向的阻尼力矩；Cφy为吊篮式缓冲装置由精密仪器的y方向位移产生的φ方向的阻尼力矩；Cφz为吊篮式缓冲装置由精密仪器的z方向位移产生的φ方向的阻尼力矩；Cφθ为吊篮式缓冲装置由精密仪器的θ方向旋转产生的φ方向的阻尼力矩；Cφφ为吊篮式缓冲装置由精密仪器的φ方向旋转产生的φ方向的阻尼力矩；Cφψ为吊篮式缓冲装置由精密仪器的ψ方向旋转产生的φ方向的阻尼力矩；Cψx为吊篮式缓冲装置由精密仪器的x方向位移产生的ψ方向的阻尼力矩；Cψy为吊篮式缓冲装置由精密仪器的y方向位移产生的ψ方向的阻尼力矩；Cψz为吊篮式缓冲装置由精密仪器的z方向位移产生的ψ方向的阻尼力矩；Cψθ为吊篮式缓冲装置由精密仪器的θ方向旋转产生的ψ方向的阻尼力矩；Cψφ为吊篮式缓冲装置由精密仪器的φ方向旋转产生的ψ方向的阻尼力矩；Cψψ为吊篮式缓冲装置由精密仪器的ψ方向旋转产生的ψ方向的阻尼力矩；
同理，吊篮式缓冲装置相对于精密仪器坐标系的刚度矩阵中各个符号的含义为：Kxx为吊篮式缓冲装置由精密仪器的x方向位移产生的x方向的弹簧力；Kxy为吊篮式缓冲装置由精密仪器的y方向位移产生的x方向的弹簧力；Kxz为吊篮式缓冲装置由精密仪器的z方向位移产生的x方向的弹簧力；Kxθ为吊篮式缓冲装置由精密仪器的θ方向旋转产生的x方向的弹簧力；Kxφ为吊篮式缓冲装置由精密仪器的φ方向旋转产生的x方向的弹簧力；Kxψ为吊篮式缓冲装置由精密仪器的ψ方向旋转产生的x方向的弹簧力；Kyx为吊篮式缓冲装置由精密仪器的x方向位移产生的y方向的弹簧力；Kyy为吊篮式缓冲装置由精密仪器的y方向位移产生的y方向的弹簧力；Kyz为吊篮式缓冲装置由精密仪器的z方向位移产生的y方向的弹簧力；Kyθ为吊篮式缓冲装置由精密仪器的θ方向旋转产生的y方向的弹簧力；Kyφ为吊篮式缓冲装置由精密仪器的φ方向旋转产生的y方向的弹簧力；Kyψ为吊篮式缓冲装置由精密仪器的ψ方向旋转产生的y方向的弹簧力；Kzx为吊篮式缓冲装置由精密仪器的x方向位移产生的z方向的弹簧力；Kzy为吊篮式缓冲装置由精密仪器的y方向位移产生的z方向的弹簧力；Kzz为吊篮式缓冲装置由精密仪器的z方向位移产生的z方向的弹簧力；Kzθ为吊篮式缓冲装置由精密仪器的θ方向旋转产生的z方向的弹簧力；Kzφ为吊篮式缓冲装置由精密仪器的φ方向旋转产生的z方向的弹簧力；Kzψ为吊篮式缓冲装置由精密仪器的ψ方向旋转产生的z方向的弹簧力；Kθx为吊篮式缓冲装置由精密仪器的x方向位移产生的θ方向的弹簧力矩；Kθy为吊篮式缓冲装置由精密仪器的y方向位移产生的θ方向的弹簧力矩；Kθz为吊篮式缓冲装置由精密仪器的z方向位移产生的θ方向的弹簧力矩；Kθθ为吊篮式缓冲装置由精密仪器的θ方向旋转产生的θ方向的弹簧力矩；Kθφ为吊篮式缓冲装置由精密仪器的φ方向旋转产生的θ方向的弹簧力矩；Kθψ为吊篮式缓冲装置由精密仪器的ψ方向旋转产生的θ方向的弹簧力矩；Kφx为吊篮式缓冲装置由精密仪器的x方向位移产生的φ方向的弹簧力矩；Kφy为吊篮式缓冲装置由精密仪器的y方向位移产生的φ方向的弹簧力矩；Kφz为吊篮式缓冲装置由精密仪器的z方向位移产生的φ方向的弹簧力矩；Kφθ为吊篮式缓冲装置由精密仪器的θ方向旋转产生的φ方向的弹簧力矩；Kφφ为吊篮式缓冲装置由精密仪器的φ方向旋转产生的φ方向的弹簧力矩；Kφψ为吊篮式缓冲装置由精密仪器的ψ方向旋转产生的φ方向的弹簧力矩；Kψx为吊篮式缓冲装置由精密仪器的x方向位移产生的ψ方向的弹簧力矩；Kψy为吊篮式缓冲装置由精密仪器的y方向位移产生的ψ方向的弹簧力矩；Kψz为吊篮式缓冲装置由精密仪器的z方向位移产生的ψ方向的弹簧力矩；Kψθ为吊篮式缓冲装置由精密仪器的θ方向旋转产生的ψ方向的弹簧力矩；Kψφ为吊篮式缓冲装置由精密仪器的φ方向旋转产生的ψ方向的弹簧力矩；Kψψ为吊篮式缓冲装置由精密仪器的ψ方向旋转产生的ψ方向的弹簧力矩；
S302、定义系统运动学参数，包括：
定义精密仪器相对吊篮式缓冲装置底座的位移分量为x、y和z；其中，x为精密仪器坐标系中心相对于惯性坐标系中心O的位移在OX上的投影，y为精密仪器坐标系中心相对于惯性坐标系中心O的位移在OY上的投影，z为精密仪器坐标系中心相对于惯性坐标系中心O的位移在OZ上的投影；
定义精密仪器相对吊篮式缓冲装置底座的旋转角度分量为θ、φ和ψ；其中，θ为精密仪器坐标系中心坐标轴相对于惯性坐标系坐标轴OX上的旋转角，φ为精密仪器坐标系中心坐标轴相对于惯性坐标系坐标轴OY上的旋转角，ψ为精密仪器坐标系中心坐标轴相对于惯性坐标系坐标轴OZ上的旋转角；
S303、定义外界激励由外界运动输入分量由u，v，w，α，β和γ组成，其中，u为吊篮式缓冲装置底座相对于惯性坐标系的位移在OX上的投影，v为吊篮式缓冲装置底座相对于惯性坐标系的位移在OY上的投影，w为吊篮式缓冲装置底座相对于惯性坐标系的位移在OZ上的投影；α为吊篮式缓冲装置底座相对于惯性坐标系的旋转在OX上的分量，β为吊篮式缓冲装置底座相对于惯性坐标系的旋转在OY上的分量，γ为吊篮式缓冲装置底座相对于惯性坐标系的旋转在OZ上的分量；
S304、根据系统运动学参数和外界激励定义缓冲效果：
基于外界的冲击一般通过线性运动传递到吊篮式缓冲装置上，定义吊篮式缓冲装置的缓冲效果分为x向、y向和z向缓冲效果；如下：
x向缓冲效果为x向精密仪器最大加速度与外界x向线性加速度最大值的比值，即：
y向缓冲效果为y向精密仪器最大加速度与外界y向线性加速度最大值的比值，即：
z向缓冲效果为z向精密仪器最大加速度与外界z向线性加速度最大值的比值，即：
进一步地，步骤S4的具体实施步骤为：
S401、基于步骤S3定义的系统物理参数、系统运动学参数和外界激励，确定该吊篮式缓冲装置的六自由度动力学方程为：
S402、简化吊篮式缓冲装置的动力学方程为分块矩阵形式：
其中，M为精密仪器和吊篮式缓冲装置支架的组合的质量分块矩阵，为精密仪器和吊篮式缓冲装置支架的组合的转动惯量分块矩阵，X为精密仪器相对于吊篮式缓冲装置底板在x，y，z三个方向上的位移分块矩阵，Θ为精密仪器相对于吊篮式缓冲装置底板在θ，φ，ψ三个方向上的旋转分块矩阵，Cxx为吊篮式缓冲装置由精密仪器的x，y，z三个方向的位移产生的在x，y，z三个方向上的阻尼力分块矩阵，Cxθ为吊篮式缓冲装置由精密仪器的θ，φ，ψ三个方向的旋转产生的在x，y，z三个方向上的阻尼力分块矩阵，Cθx为吊篮式缓冲装置由精密仪器的x，y，z三个方向的位移产生的在θ，φ，ψ三个方向上的阻尼力矩分块矩阵，Cθθ为吊篮式缓冲装置由精密仪器的θ，φ，ψ三个方向的旋转产生的在θ，φ，ψ三个方向上的阻尼力矩分块矩阵，Kxx为吊篮式缓冲装置由精密仪器的x，y，z三个方向的位移产生的在x，y，z三个方向上的弹簧力分块矩阵，Kxθ为吊篮式缓冲装置由精密仪器的θ，φ，ψ三个方向的旋转产生的在x，y，z三个方向上的弹簧力分块矩阵，Kθx为吊篮式缓冲装置由精密仪器的x，y，z三个方向的位移产生的在θ，φ，ψ三个方向上的弹簧力矩分块矩阵，Kθθ为吊篮式缓冲装置由精密仪器的θ，φ，ψ三个方向的旋转产生的在θ，φ，ψ三个方向上的弹簧力矩分块矩阵，U为外界激励在x，y，z三个方向上的位移分块矩阵，α为外界激励在θ，φ，ψ三个方向上的旋转分块矩阵。
进一步地，步骤S5的具体实施步骤为：
S501、根据步骤S3的定义以及坐标转换，得到：
上两式中，Cxxn＝[An][Cpn][An]T，Kxxn＝[An][Kpn][An]T；
S502、将上面计算所得各式以及步骤S304定义的外界激励带入动力学方程式中，通过Rung-Kutta法求解微分方程，得到精密仪器三向加速度；
S503、根据经过步骤S502确定的精密仪器三向加速度的最大值，求得吊篮式缓冲基座的x向缓冲效果，吊篮式缓冲基座的y向缓冲效果和吊篮式缓冲基座的z向缓冲效果。
与现有技术相比，该设计阶段确定吊篮式缓冲装置缓冲效果的方法计算简便，易于操作，结果准确性和可靠性高，不需要制造出实际的装置，也不需要进行复杂的试验，在设计阶段就能确定吊篮式缓冲装置缓冲效果，缩短了吊篮式缓冲装置的设计周期并降低了吊篮式缓冲装置的试验风险。
附图说明
图1为本发明的吊篮式缓冲装置系统的结构示意图；
图2为本发明的确定吊篮式缓冲装置缓冲效果的方法的流程图；
图3(a)为本发明的吊篮式缓冲装置中的橡胶减振器的正视图；
图3(b)为本发明的吊篮式缓冲装置中的橡胶减振器的俯视图；
图3(c)为本发明的吊篮式缓冲装置中的橡胶减振器的三维图；
图4为本发明的吊篮式缓冲装置中的橡胶减振器的六向刚度阻尼模型；
图5为本发明的吊篮式缓冲装置的坐标系定义；
图6为本发明具体实施例通过设计阶段确定吊篮式缓冲装置缓冲效果的方法确定的x向冲击下精密仪器x向加速度；
图7为本发明具体实施例通过设计阶段确定吊篮式缓冲装置缓冲效果的方法确定的y向冲击下精密仪器y向加速度；
图8为本发明具体实施例通过设计阶段确定吊篮式缓冲装置缓冲效果的方法确定的z向冲击下精密仪器z向加速度。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步的说明，但下述实施例绝非对本发明有任何限制。
如图1所示，该吊篮式缓冲装置系统包括精密仪器1、吊篮式缓冲装置支架2、橡胶减振器3、橡胶减振器支柱4和吊篮式缓冲装置底板5；其中，吊篮式缓冲装置支架2和橡胶减振器支柱4的配置将精密仪器1的重心和四个橡胶减振器3构成的减振器阵列中心重合，减小冲击给精密仪器的运动耦合。大冲击从安装面通过吊篮式缓冲装置底板5传向吊篮式缓冲装置，四个橡胶减振器3构成的减振器阵列通过减振器变形衰减冲击，最终使到达吊篮式缓冲装置支架2和精密仪器1上的冲击远小于吊篮式缓冲装置底板5上的冲击输入，最终提高精密仪器1的使用精度。
吊篮式缓冲装置的缓冲效果是精密仪器在大冲击环境下能可靠工作的重要评定指标。由于外界的冲击一般通过线性运动传递到吊篮式缓冲装置上，因此缓冲效果分为：x向缓冲效果、y向缓冲效果和z向缓冲效果。x向缓冲效果定义为x向精密仪器最大加速度与外界x向线性加速度最大值的比值，y向缓冲效果定义为y向精密仪器最大加速度与外界y向线性加速度最大值的比值，z向缓冲效果定义为z向精密仪器最大加速度与外界z向线性加速度最大值的比值。
现有技术主要采用试验的方法确定吊篮式缓冲装置的缓冲效果，具体方法为：设计并制造好吊篮式缓冲基座后，将吊篮式缓冲基座安装于冲击台上，并将精密仪器安装在吊篮式缓冲基座，在冲击台台面和精密仪器上分别在x向、y向和z向贴有加速度传感器，分别控制冲击台在x向、y向和z向给吊篮式缓冲基座大冲击，采集冲击台台面和精密仪器上的与冲击方向相同方向的加速度传感器信号，精密仪器上与冲击方向相同方向上的加速度传感器信号最大值和冲击台台面上与冲击方向相同方向上的加速度传感器最大值的比值为吊篮式缓冲装置的在与冲击方向相同方向上的缓冲效果。试验法能较客观真实地反应吊篮式缓冲基座的缓冲效果，但其缺点明显：周期长，且若设计不当将破坏吊篮式缓冲装置甚至精密仪器。因此，为缩短周期和减小试验风险，必须在设计阶段进行吊篮式缓冲装置的缓冲效果确定；综上，本发明提供的一种设计阶段确定吊篮式缓冲装置缓冲效果的方法解决了现有技术的问题，缩短了吊篮式缓冲装置的设计周期并降低了吊篮式缓冲装置的试验风险。
如图2所示，本申请的设计阶段确定吊篮式缓冲装置缓冲效果的方法的具体实施步骤如下：
S1、对每个橡胶减振器进行六向刚度阻尼模型构建，并定义橡胶减振器的六向刚度阻尼模型的物理参数；具体地，
S101、对每个橡胶减振器进行六向刚度阻尼模型构建；
具体地，如图3(a)、图3(b)和图3(c)所示，以单个橡胶减振器的重心为原点，将橡胶减振器底座的前端面的法线方向定义为前向轴方向，将橡胶减振器底座的右端面的法线方向定义为右向轴方向，将橡胶减振器的顶面的法线方向定义为天向轴方向；对应地，第n个橡胶减振器坐标系的三个轴分别为：前向轴JnRn、右向轴JnPn和天向轴JnSn，n＝1,2,3,4；
S102、定义橡胶减振器的六向刚度阻尼模型的物理参数；
具体地，如图4所示，橡胶减振器的六向刚度阻尼模型的三个线性方向的刚度分别为右向刚度kpn、前向刚度krn和朝上刚度ksn；三个线性方向的阻尼分别为右向阻尼cpn、前向阻尼crn和朝上阻尼csn；三个扭转方向的刚度分别为右旋刚度kλn、前旋刚度kξn和上旋刚度kυn；三个扭转方向阻尼分别为右旋阻尼cλn、前旋阻尼cξn和上旋阻尼cυn；
S103、为方便系统动力学方程的简化，将采用矩阵形式对橡胶减振器的六向刚度阻尼模型参数进行表示；基于此，
定义橡胶减振器的六向刚度阻尼模型的线性刚度矩阵为：
定义橡胶减振器的六向刚度阻尼模型的线性阻尼矩阵为：
定义橡胶减振器的六向刚度阻尼模型的扭转刚度矩阵为：
定义橡胶减振器的六向刚度阻尼模型的扭转阻尼矩阵为：
在本实施例中，四个橡胶减振器的六向刚度阻尼模型的线性刚度矩阵均相等，四个橡胶减振器的六向刚度阻尼模型的线性阻尼矩阵均相等，四个橡胶减振器的六向刚度阻尼模型的扭转刚度矩阵均相等，四个橡胶减振器的六向刚度阻尼模型的扭转阻尼矩阵均相等，
S2、构建惯性坐标系、精密仪器坐标系以及减振器坐标系，定义各坐标系间关系：
S201、如图5所示，构建惯性坐标系、精密仪器坐标系和减振器坐标系；具体地，
构建惯性坐标系O-XYZ，其静态下O与精密仪器质心重合，OY朝精密仪器正前方，OZ垂直于精密仪器朝上，由右手定则得到OX，惯性坐标系O-XYZ的特征为相对于大地静止，即始终和初始状态一致；
构建精密仪器坐标系其静态下精密仪器坐标系与惯性坐标系O-XYZ重合，且固联于精密仪器，精密仪器坐标系的特征为随精密仪器的运动而运动；
构建减振器坐标系：对每个减振器构建减振器坐标系Jn-PnRnSn；其中，n为减振器位号，Jn为第n个减振器的减振中心，JnRn朝第n个减振器的正前方，JnSn垂直于第n个减振器朝上，由右手定则得到JnPn，n＝1,2,3,4；其中，减振器坐标系Jn-PnRnSn的特征为随减振器运动而运动；
S202、定义惯性坐标系和减振器坐标系的关系：
设定任一矢量在第n个减振器的减振器坐标系Jn-PnRnSn下表示为pn，在惯性坐标系O-XYZ下表示为x，则x与pn的转换关系为：
x＝An·pn+rn，
式中，rn为O相对于Jn的位移矢量，其由下式确定：
rn＝[rxn ryn rzn]T，
式中，rxn为O点相对于Jn的位移矢量在O-XYZ下在OX方向上的投影；ryn为O点相对于Jn的位移矢量在O-XYZ下在OY方向上的投影；rzn为O点相对于Jn的位移矢量在O-XYZ下在OZ方向上的投影；
An为Jn-PnRnSn与O-XYZ的正交转换矩阵，其由O-XYZ与Jn-PnRnSn间各个坐标轴的旋转角度确定：
式中，αn，βn和γn为O-XYZ相对于Jn-PnRnSn的旋转欧拉角的三个分量：γn为O-XYZ相对于Jn-PnRnSn的旋转欧拉角中第一步绕JnSn旋转的角度，βn为O-XYZ相对于Jn-PnRnSn的旋转欧拉角中第二步绕JnRn旋转的角度，αn为O-XYZ相对于Jn-PnRnSn的旋转欧拉角中第三步绕JnPn旋转的角度；
具体地，在本实施例中：
r1＝[208 233 0]Tmm；r2＝[-178 233 0]Tmm；r3＝[-178 -203 0]Tmm；r4＝[208 -203 0]Tmm；
α1＝α2＝α3＝α4＝0；β1＝β2＝β3＝β4＝0；γ1＝γ2＝γ3＝γ4＝0；
根据：
计算得到：
S3、定义系统物理参数、运动学参数、外界激励和缓冲效果：
S301、定义系统物理参数，包括：精密仪器和吊篮式缓冲装置支架的组合重量，精密仪器和吊篮式缓冲装置支架的组合相对于精密仪器坐标系的转动惯量，吊篮式缓冲装置相对于精密仪器坐标系的阻尼矩阵，以及吊篮式缓冲装置相对于精密仪器坐标系的刚度矩阵；
具体地，
(1)定义精密仪器和吊篮式缓冲装置支架的组合重量为m；
(2)定义精密仪器和吊篮式缓冲装置支架的组合相对于精密仪器坐标系的转动惯量为：
其中，为精密仪器和吊篮式缓冲装置支架的组合相对于轴的转动惯量在轴上的分量，为精密仪器和吊篮式缓冲装置支架的组合相对于轴的转动惯量在轴上的分量，为精密仪器和吊篮式缓冲装置支架的组合相对于轴的转动惯量在轴上的分量，为精密仪器和吊篮式缓冲装置支架的组合相对于轴的转动惯量在轴上的分量，为精密仪器和吊篮式缓冲装置支架的组合相对于轴的转动惯量在轴上的分量，为精密仪器和吊篮式缓冲装置支架的组合相对于轴的转动惯量在轴上的分量，为精密仪器和吊篮式缓冲装置支架的组合相对于轴的转动惯量在轴上的分量，为精密仪器和吊篮式缓冲装置支架的组合相对于轴的转动惯量在轴上的分量，为精密仪器和吊篮式缓冲装置支架的组合相对于轴的转动惯量在轴上的分量；
具体地，本实施例中：m＝20Kg；
(3)定义和吊篮式缓冲装置相对于精密仪器坐标系的阻尼矩阵和刚度矩阵分别为：
其中，精密仪器相对吊篮式缓冲装置底座的位移分量为x、y和z；其中，x为精密仪器坐标系中心相对于惯性坐标系中心O的位移在OX上的投影，y为精密仪器坐标系中心相对于惯性坐标系中心O的位移在OY上的投影，z为精密仪器坐标系中心相对于惯性坐标系中心O的位移在OZ上的投影；精密仪器相对吊篮式缓冲装置底座的旋转角度分量为θ、φ和ψ；其中，θ为精密仪器坐标系中心坐标轴相对于惯性坐标系坐标轴OX上的旋转角，φ为精密仪器坐标系中心坐标轴相对于惯性坐标系坐标轴OY上的旋转角，ψ为精密仪器坐标系中心坐标轴相对于惯性坐标系坐标轴OZ上的旋转角。因此，吊篮式缓冲装置相对于精密仪器坐标系的阻尼矩阵中各个符号的含义为：Cxx为吊篮式缓冲装置由精密仪器的x方向位移产生的x方向的阻尼力；Cxy为吊篮式缓冲装置由精密仪器的y方向位移产生的x方向的阻尼力；Cxz为吊篮式缓冲装置由精密仪器的z方向位移产生的x方向的阻尼力；Cxθ为吊篮式缓冲装置由精密仪器的θ方向旋转产生的x方向的阻尼力；Cxφ为吊篮式缓冲装置由精密仪器的φ方向旋转产生的x方向的阻尼力；Cxψ为吊篮式缓冲装置由精密仪器的ψ方向旋转产生的x方向的阻尼力；Cyx为吊篮式缓冲装置由精密仪器的x方向位移产生的y方向的阻尼力；Cyy为吊篮式缓冲装置由精密仪器的y方向位移产生的y方向的阻尼力；Cyz为吊篮式缓冲装置由精密仪器的z方向位移产生的y方向的阻尼力；Cyθ为吊篮式缓冲装置由精密仪器的θ方向旋转产生的y方向的阻尼力；Cyφ为吊篮式缓冲装置由精密仪器的φ方向旋转产生的y方向的阻尼力；Cyψ为吊篮式缓冲装置由精密仪器的ψ方向旋转产生的y方向的阻尼力；Czx为吊篮式缓冲装置由精密仪器的x方向位移产生的z方向的阻尼力；Czy为吊篮式缓冲装置由精密仪器的y方向位移产生的z方向的阻尼力；Czz为吊篮式缓冲装置由精密仪器的z方向位移产生的z方向的阻尼力；Czθ为吊篮式缓冲装置由精密仪器的θ方向旋转产生的z方向的阻尼力；Czφ为吊篮式缓冲装置由精密仪器的φ方向旋转产生的z方向的阻尼力；Czψ为吊篮式缓冲装置由精密仪器的ψ方向旋转产生的z方向的阻尼力；Cθx为吊篮式缓冲装置由精密仪器的x方向位移产生的θ方向的阻尼力矩；Cθy为吊篮式缓冲装置由精密仪器的y方向位移产生的θ方向的阻尼力矩；Cθz为吊篮式缓冲装置由精密仪器的z方向位移产生的θ方向的阻尼力矩；Cθθ为吊篮式缓冲装置由精密仪器的θ方向旋转产生的θ方向的阻尼力矩；Cθφ为吊篮式缓冲装置由精密仪器的φ方向旋转产生的θ方向的阻尼力矩；Cθψ为吊篮式缓冲装置由精密仪器的ψ方向旋转产生的θ方向的阻尼力矩；Cφx为吊篮式缓冲装置由精密仪器的x方向位移产生的φ方向的阻尼力矩；Cφy为吊篮式缓冲装置由精密仪器的y方向位移产生的φ方向的阻尼力矩；Cφz为吊篮式缓冲装置由精密仪器的z方向位移产生的φ方向的阻尼力矩；Cφθ为吊篮式缓冲装置由精密仪器的θ方向旋转产生的φ方向的阻尼力矩；Cφφ为吊篮式缓冲装置由精密仪器的φ方向旋转产生的φ方向的阻尼力矩；Cφψ为吊篮式缓冲装置由精密仪器的ψ方向旋转产生的φ方向的阻尼力矩；Cψx为吊篮式缓冲装置由精密仪器的x方向位移产生的ψ方向的阻尼力矩；Cψy为吊篮式缓冲装置由精密仪器的y方向位移产生的ψ方向的阻尼力矩；Cψz为吊篮式缓冲装置由精密仪器的z方向位移产生的ψ方向的阻尼力矩；Cψθ为吊篮式缓冲装置由精密仪器的θ方向旋转产生的ψ方向的阻尼力矩；Cψφ为吊篮式缓冲装置由精密仪器的φ方向旋转产生的ψ方向的阻尼力矩；Cψψ为吊篮式缓冲装置由精密仪器的ψ方向旋转产生的ψ方向的阻尼力矩；
同理，吊篮式缓冲装置相对于精密仪器坐标系的刚度矩阵中各个符号的含义为：Kxx为吊篮式缓冲装置由精密仪器的x方向位移产生的x方向的弹簧力；Kxy为吊篮式缓冲装置由精密仪器的y方向位移产生的x方向的弹簧力；Kxz为吊篮式缓冲装置由精密仪器的z方向位移产生的x方向的弹簧力；Kxθ为吊篮式缓冲装置由精密仪器的θ方向旋转产生的x方向的弹簧力；Kxφ为吊篮式缓冲装置由精密仪器的φ方向旋转产生的x方向的弹簧力；Kxψ为吊篮式缓冲装置由精密仪器的ψ方向旋转产生的x方向的弹簧力；Kyx为吊篮式缓冲装置由精密仪器的x方向位移产生的y方向的弹簧力；Kyy为吊篮式缓冲装置由精密仪器的y方向位移产生的y方向的弹簧力；Kyz为吊篮式缓冲装置由精密仪器的z方向位移产生的y方向的弹簧力；Kyθ为吊篮式缓冲装置由精密仪器的θ方向旋转产生的y方向的弹簧力；Kyφ为吊篮式缓冲装置由精密仪器的φ方向旋转产生的y方向的弹簧力；Kyψ为吊篮式缓冲装置由精密仪器的ψ方向旋转产生的y方向的弹簧力；Kzx为吊篮式缓冲装置由精密仪器的x方向位移产生的z方向的弹簧力；Kzy为吊篮式缓冲装置由精密仪器的y方向位移产生的z方向的弹簧力；Kzz为吊篮式缓冲装置由精密仪器的z方向位移产生的z方向的弹簧力；Kzθ为吊篮式缓冲装置由精密仪器的θ方向旋转产生的z方向的弹簧力；Kzφ为吊篮式缓冲装置由精密仪器的φ方向旋转产生的z方向的弹簧力；Kzψ为吊篮式缓冲装置由精密仪器的ψ方向旋转产生的z方向的弹簧力；Kθx为吊篮式缓冲装置由精密仪器的x方向位移产生的θ方向的弹簧力矩；Kθy为吊篮式缓冲装置由精密仪器的y方向位移产生的θ方向的弹簧力矩；Kθz为吊篮式缓冲装置由精密仪器的z方向位移产生的θ方向的弹簧力矩；Kθθ为吊篮式缓冲装置由精密仪器的θ方向旋转产生的θ方向的弹簧力矩；Kθφ为吊篮式缓冲装置由精密仪器的φ方向旋转产生的θ方向的弹簧力矩；Kθψ为吊篮式缓冲装置由精密仪器的ψ方向旋转产生的θ方向的弹簧力矩；Kφx为吊篮式缓冲装置由精密仪器的x方向位移产生的φ方向的弹簧力矩；Kφy为吊篮式缓冲装置由精密仪器的y方向位移产生的φ方向的弹簧力矩；Kφz为吊篮式缓冲装置由精密仪器的z方向位移产生的φ方向的弹簧力矩；Kφθ为吊篮式缓冲装置由精密仪器的θ方向旋转产生的φ方向的弹簧力矩；Kφφ为吊篮式缓冲装置由精密仪器的φ方向旋转产生的φ方向的弹簧力矩；Kφψ为吊篮式缓冲装置由精密仪器的ψ方向旋转产生的φ方向的弹簧力矩；Kψx为吊篮式缓冲装置由精密仪器的x方向位移产生的ψ方向的弹簧力矩；Kψy为吊篮式缓冲装置由精密仪器的y方向位移产生的ψ方向的弹簧力矩；Kψz为吊篮式缓冲装置由精密仪器的z方向位移产生的ψ方向的弹簧力矩；Kψθ为吊篮式缓冲装置由精密仪器的θ方向旋转产生的ψ方向的弹簧力矩；Kψφ为吊篮式缓冲装置由精密仪器的φ方向旋转产生的ψ方向的弹簧力矩；Kψψ为吊篮式缓冲装置由精密仪器的ψ方向旋转产生的ψ方向的弹簧力矩；
S302、定义系统运动学参数，包括：
(1)定义精密仪器相对吊篮式缓冲装置底座的位移分量为x、y和z；其中，x为精密仪器坐标系中心相对于惯性坐标系中心O的位移在OX上的投影，y为精密仪器坐标系中心相对于惯性坐标系中心O的位移在OY上的投影，z为精密仪器坐标系中心相对于惯性坐标系中心O的位移在OZ上的投影；
(2)定义精密仪器相对吊篮式缓冲装置底座的旋转角度分量为θ、φ和ψ；其中，θ为精密仪器坐标系中心坐标轴相对于惯性坐标系坐标轴OX上的旋转角，φ为精密仪器坐标系中心坐标轴相对于惯性坐标系坐标轴OY上的旋转角，ψ为精密仪器坐标系中心坐标轴相对于惯性坐标系坐标轴OZ上的旋转角；
S303、定义外界激励：
定义外界激励由外界运动输入分量u，v，w，α，β和γ组成，其中，u为吊篮式缓冲装置底座相对于惯性坐标系的位移在OX上的投影，v为吊篮式缓冲装置底座相对于惯性坐标系的位移在OY上的投影，w为吊篮式缓冲装置底座相对于惯性坐标系的位移在OZ上的投影；α为吊篮式缓冲装置底座相对于惯性坐标系的旋转在OX上的分量，β为吊篮式缓冲装置底座相对于惯性坐标系的旋转在OY上的分量，γ为吊篮式缓冲装置底座相对于惯性坐标系的旋转在OZ上的分量；
S304、根据系统运动学参数和外界激励定义缓冲效果：
基于外界的冲击一般通过线性运动传递到吊篮式缓冲装置上，缓冲效果分为x向、y向和z向缓冲效果，定义吊篮式缓冲装置的x向、y向和z向缓冲效果如下：
x向缓冲效果为x向精密仪器最大加速度与外界x向线性加速度最大值的比值，即：
y向缓冲效果为y向精密仪器最大加速度与外界y向线性加速度最大值的比值，即：
z向缓冲效果为z向精密仪器最大加速度与外界z向线性加速度最大值的比值，即：
具体地，本实施例中，根据用户的设计要求，为得到x向缓冲效果，令x向的外界输入为幅值为200g，周期为10ms的半正弦波冲击，其余方向外界输入为0，即：
据用户的设计要求，为得到y向缓冲效果，令y向的外界输入为幅值为200g，周期为10ms的半正弦波冲击，其余方向外界输入为0，即：
据用户的设计要求，为得到z向缓冲效果，令z向的外界输入为幅值为200g，周期为10ms的半正弦波冲击，其余方向外界输入为0，即：
上三式中，g＝9.8m/s2，T＝10ms；
S4、构建并简化吊篮式缓冲装置的动力学方程：
基于步骤S3定义的系统物理参数、系统运动学参数和外界激励，确定该吊篮式缓冲装置的六自由度动力学方程为：
为简化吊篮式缓冲装置的动力学方程，将上式划分为分块矩阵形式：
将上式中的各个分块矩阵按简化的矩阵符号代替，得到：
其中，M为精密仪器和吊篮式缓冲装置支架的组合的质量分块矩阵，为精密仪器和吊篮式缓冲装置支架的组合的转动惯量分块矩阵，X为精密仪器相对于吊篮式缓冲装置底板在x，y，z三个方向上的位移分块矩阵，Θ为精密仪器相对于吊篮式缓冲装置底板在θ，φ，ψ三个方向上的旋转分块矩阵，Cxx为吊篮式缓冲装置由精密仪器的x，y，z三个方向的位移产生的在x，y，z三个方向上的阻尼力分块矩阵，Cxθ为吊篮式缓冲装置由精密仪器的θ，φ，ψ三个方向的旋转产生的在x，y，z三个方向上的阻尼力分块矩阵，Cθx为吊篮式缓冲装置由精密仪器的x，y，z三个方向的位移产生的在θ，φ，ψ三个方向上的阻尼力矩分块矩阵，Cθθ为吊篮式缓冲装置由精密仪器的θ，φ，ψ三个方向的旋转产生的在θ，φ，ψ三个方向上的阻尼力矩分块矩阵，Kxx为吊篮式缓冲装置由精密仪器的x，y，z三个方向的位移产生的在x，y，z三个方向上的弹簧力分块矩阵，Kxθ为吊篮式缓冲装置由精密仪器的θ，φ，ψ三个方向的旋转产生的在x，y，z三个方向上的弹簧力分块矩阵，Kθx为吊篮式缓冲装置由精密仪器的x，y，z三个方向的位移产生的在θ，φ，ψ三个方向上的弹簧力矩分块矩阵，Kθθ为吊篮式缓冲装置由精密仪器的θ，φ，ψ三个方向的旋转产生的在θ，φ，ψ三个方向上的弹簧力矩分块矩阵，U为外界激励在x，y，z三个方向上的位移分块矩阵，α为外界激励在θ，φ，ψ三个方向上的旋转分块矩阵。
S5、根据外界冲击计算得到精密仪器三向加速度最大值和缓冲效果：
在步骤S4的吊篮式缓冲装置的动力学方程中，X与Θ为需要求解的量，M与IO为已知的系统物理参数，U与α为已知的外界输入，因此，求解吊篮式缓冲装置的动力学方程式需要首先计算得到Cxx、Cxθ、Cθx、Cθθ、Kxx、Kxθ、Kθx和Kθθ；
根据步骤S3的定义以及坐标转换，得到：
上两式中，Cxxn＝[An][Cpn][An]T，Kxxn＝[An][Kpn][An]T；
具体地，在本实施例中，通过计算得到：
将上面计算所得各式带入动力学方程式中，并将步骤S304定义的外界激励同时带入动力学方程式中，通过Rung-Kutta法求解微分方程，即可得到精密仪器三向加速度和缓冲效果；具体地，
如图6所示，x向冲击下，精密仪器x向的最大加速为：68g，因此吊篮式缓冲基座的x向缓冲效果为：
如图7所示，y向冲击下，精密仪器y向的最大加速为：72g，因此吊篮式缓冲基座的y向缓冲效果为：
如图8所示，z向冲击下，精密仪器z向的最大加速为：53g，因此吊篮式缓冲基座的z向缓冲效果为：
为验证本申请提供的设计阶段确定吊篮式缓冲装置缓冲效果的方法的可靠性，采用现有的试验法获得吊篮式缓冲装置的三向缓冲效果与利用本发明方法确定的吊篮式缓冲装置的三向缓冲效果进行对比。参加附图1，设计并制造好吊篮式缓冲基座。然后将吊篮式缓冲基座安装于冲击台上，并将精密仪器安装在吊篮式缓冲基座，在冲击台台面和精密仪器上分别在x向、y向和z向贴有加速度传感器，分别控制冲击台在x向、y向和z向给吊篮式缓冲基座大冲击，采集冲击台台面和精密仪器上的与冲击方向相同方向的加速度传感器信号，精密仪器上与冲击方向相同方向的加速度传感器信号最大值与冲击台台面上与冲击方向相同方向的加速度传感器最大值的比值为吊篮式缓冲装置的在对应方向上的缓冲效果。将采用现有的试验法获得吊篮式缓冲基座的三向缓冲效果与利用本发明方法确定的吊篮式缓冲基座的三向缓冲效果的对比结果列于表1。从表1中可见，利用本发明得到的吊篮式缓冲基座的三向缓冲效果与现有的试验法获得吊篮式缓冲基座的三向缓冲效果最大差值仅为1％，验证了本发明所提出方法的准确性和可靠性。
表1

Claims (6)

1.一种设计阶段确定吊篮式缓冲装置缓冲效果的方法，其特征在于，步骤如下：
S1、对每个橡胶减振器进行六向刚度阻尼模型构建，并定义橡胶减振器的六向刚度阻尼模型的物理参数，包括其三个线性方向的刚度和阻尼、及三个扭转方向的刚度和阻尼；
S2、构建惯性坐标系、精密仪器坐标系以及减振器坐标系，并定义各坐标系之间的关系；
S3、定义系统物理参数，包括精密仪器和吊篮式缓冲装置支架的组合重量，精密仪器和吊篮式缓冲装置支架的组合相对于精密仪器坐标系的转动惯量，吊篮式缓冲装置相对于精密仪器坐标系的阻尼矩阵，以及吊篮式缓冲装置相对于精密仪器坐标系的刚度矩阵；定义运动学参数，包括精密仪器相对吊篮式缓冲装置底座的位移分量、以及精密仪器相对吊篮式缓冲装置底座的旋转角度分量；定义外界激励由外界运动输入的各分量组成；基于外界的冲击通过线性运动传递到吊篮式缓冲装置上定义缓冲效果，包括x向缓冲效果为x向精密仪器最大加速度与外界x向线性加速度最大值的比值，y向缓冲效果为y向精密仪器最大加速度与外界y向线性加速度最大值的比值，z向缓冲效果为z向精密仪器最大加速度与外界z向线性加速度最大值的比值；
S4、基于步骤S3定义的系统物理参数、系统运动学参数和外界激励，构建吊篮式缓冲装置的六自由度动力学方程；
S5、根据外界冲击计算得到精密仪器三向加速度的最大值，求得吊篮式缓冲基座的x向缓冲效果，吊篮式缓冲基座的y向缓冲效果和吊篮式缓冲基座的z向缓冲效果。
2.根据权利要求1所述的设计阶段确定吊篮式缓冲装置缓冲效果的方法，其特征在于，步骤S1的具体实施步骤为：
S101、以单个橡胶减振器的重心为原点，将橡胶减振器底座的前端面的法线方向定义为前向轴方向，将橡胶减振器底座的右端面的法线方向定义为右向轴方向，将橡胶减振器的顶面的法线方向定义为天向轴方向；则第n个橡胶减振器坐标系的三个轴分别为：前向轴JnRn、右向轴JnPn和天向轴JnSn，n＝1,2,3,4；
S102、定义橡胶减振器的六向刚度阻尼模型的三个线性方向的刚度分别为右向刚度kpn、前向刚度krn和朝上刚度ksn；三个线性方向的阻尼分别为右向阻尼cpn、前向阻尼crn和朝上阻尼csn；三个扭转方向的刚度分别为右旋刚度kλn、前旋刚度kξn和上旋刚度kυn；三个扭转方向阻尼分别为右旋阻尼cλn、前旋阻尼cξn和上旋阻尼cυn；
S103、采用矩阵形式对橡胶减振器的六向刚度阻尼模型的各项参数进行表示：
定义橡胶减振器的六向刚度阻尼模型的线性刚度矩阵为：
定义橡胶减振器的六向刚度阻尼模型的线性阻尼矩阵为：
定义橡胶减振器的六向刚度阻尼模型的扭转刚度矩阵为：
定义橡胶减振器的六向刚度阻尼模型的扭转阻尼矩阵为：
3.根据权利要求2所述的设计阶段确定吊篮式缓冲装置缓冲效果的方法，其特征在于，步骤S2的具体实施步骤为：
S201、构建惯性坐标系、精密仪器坐标系和减振器坐标系：构建惯性坐标系O-XYZ，其静态下O与精密仪器质心重合，OY朝精密仪器正前方，OZ垂直于精密仪器朝上，由右手定则得到OX，惯性坐标系O-XYZ的特征为相对于大地静止，即始终和初始状态一致；构建精密仪器坐标系其静态下精密仪器坐标系与惯性坐标系O-XYZ重合，且固联于精密仪器，精密仪器坐标系的特征为随精密仪器的运动而运动；构建减振器坐标系：对每个减振器构建减振器坐标系Jn-PnRnSn；其中，n为减振器位号，Jn为第n个减振器的减振中心，JnRn朝第n个减振器的正前方，JnSn垂直于第n个减振器朝上，由右手定则得到JnPn，n＝1,2,3,4；
S202、定义惯性坐标系和减振器坐标系的关系：
设定任一矢量在第n个减振器的减振器坐标系Jn-PnRnSn下表示为pn，在惯性坐标系O-XYZ下表示为x，则x与pn的转换关系为：
x＝An·pn+rn，
式中，rn为O相对于Jn的位移矢量，其由下式确定：
rn＝[rxn ryn rzn]T，
式中，rxn为O点相对于Jn的位移矢量在O-XYZ下在OX方向上的投影；ryn为O点相对于Jn的位移矢量在O-XYZ下在OY方向上的投影；rzn为O点相对于Jn的位移矢量在O-XYZ下在OZ方向上的投影；
An为Jn-PnRnSn与O-XYZ的正交转换矩阵，其由O-XYZ与Jn-PnRnSn间各个坐标轴的旋转角度确定：
式中，αn，βn和γn为O-XYZ相对于Jn-PnRnSn的旋转欧拉角的三个分量：γn为O-XYZ相对于Jn-PnRnSn的旋转欧拉角中第一步绕JnSn旋转的角度，βn为O-XYZ相对于Jn-PnRnSn的旋转欧拉角中第二步绕JnRn旋转的角度，αn为O-XYZ相对于Jn-PnRnSn的旋转欧拉角中第三步绕JnPn旋转的角度。
4.根据权利要求3所述的设计阶段确定吊篮式缓冲装置缓冲效果的方法，其特征在于，步骤S3的具体实施步骤为：
S301、定义系统物理参数，包括：
定义精密仪器和吊篮式缓冲装置支架的组合重量为m；
定义精密仪器和吊篮式缓冲装置支架的组合相对于精密仪器坐标系的转动惯量为：
其中，为精密仪器和吊篮式缓冲装置支架的组合相对于轴的转动惯量在轴上的分量，为精密仪器和吊篮式缓冲装置支架的组合相对于轴的转动惯量在轴上的分量，为精密仪器和吊篮式缓冲装置支架的组合相对于轴的转动惯量在轴上的分量，为精密仪器和吊篮式缓冲装置支架的组合相对于轴的转动惯量在轴上的分量，为精密仪器和吊篮式缓冲装置支架的组合相对于轴的转动惯量在轴上的分量，为精密仪器和吊篮式缓冲装置支架的组合相对于轴的转动惯量在轴上的分量，为精密仪器和吊篮式缓冲装置支架的组合相对于轴的转动惯量在轴上的分量，为精密仪器和吊篮式缓冲装置支架的组合相对于轴的转动惯量在轴上的分量，为精密仪器和吊篮式缓冲装置支架的组合相对于轴的转动惯量在轴上的分量；
定义和吊篮式缓冲装置相对于精密仪器坐标系的阻尼矩阵和刚度矩阵分别为：
其中，精密仪器相对吊篮式缓冲装置底座的位移分量为x、y和z；其中，x为精密仪器坐标系中心相对于惯性坐标系中心O的位移在OX上的投影，y为精密仪器坐标系中心相对于惯性坐标系中心O的位移在OY上的投影，z为精密仪器坐标系中心相对于惯性坐标系中心O的位移在OZ上的投影；精密仪器相对吊篮式缓冲装置底座的旋转角度分量为θ、φ和ψ；其中，θ为精密仪器坐标系中心坐标轴相对于惯性坐标系坐标轴OX上的旋转角，φ为精密仪器坐标系中心坐标轴相对于惯性坐标系坐标轴OY上的旋转角，ψ为精密仪器坐标系中心坐标轴相对于惯性坐标系坐标轴OZ上的旋转角；因此，吊篮式缓冲装置相对于精密仪器坐标系的阻尼矩阵中各个符号的含义为：Cxx为吊篮式缓冲装置由精密仪器的x方向位移产生的x方向的阻尼力；Cxy为吊篮式缓冲装置由精密仪器的y方向位移产生的x方向的阻尼力；Cxz为吊篮式缓冲装置由精密仪器的z方向位移产生的x方向的阻尼力；Cxθ为吊篮式缓冲装置由精密仪器的θ方向旋转产生的x方向的阻尼力；Cxφ为吊篮式缓冲装置由精密仪器的φ方向旋转产生的x方向的阻尼力；Cxψ为吊篮式缓冲装置由精密仪器的ψ方向旋转产生的x方向的阻尼力；Cyx为吊篮式缓冲装置由精密仪器的x方向位移产生的y方向的阻尼力；Cyy为吊篮式缓冲装置由精密仪器的y方向位移产生的y方向的阻尼力；Cyz为吊篮式缓冲装置由精密仪器的z方向位移产生的y方向的阻尼力；Cyθ为吊篮式缓冲装置由精密仪器的θ方向旋转产生的y方向的阻尼力；Cyφ为吊篮式缓冲装置由精密仪器的φ方向旋转产生的y方向的阻尼力；Cyψ为吊篮式缓冲装置由精密仪器的ψ方向旋转产生的y方向的阻尼力；Czx为吊篮式缓冲装置由精密仪器的x方向位移产生的z方向的阻尼力；Czy为吊篮式缓冲装置由精密仪器的y方向位移产生的z方向的阻尼力；Czz为吊篮式缓冲装置由精密仪器的z方向位移产生的z方向的阻尼力；Czθ为吊篮式缓冲装置由精密仪器的θ方向旋转产生的z方向的阻尼力；Czφ为吊篮式缓冲装置由精密仪器的φ方向旋转产生的z方向的阻尼力；Czψ为吊篮式缓冲装置由精密仪器的ψ方向旋转产生的z方向的阻尼力；Cθx为吊篮式缓冲装置由精密仪器的x方向位移产生的θ方向的阻尼力矩；Cθy为吊篮式缓冲装置由精密仪器的y方向位移产生的θ方向的阻尼力矩；Cθz为吊篮式缓冲装置由精密仪器的z方向位移产生的θ方向的阻尼力矩；Cθθ为吊篮式缓冲装置由精密仪器的θ方向旋转产生的θ方向的阻尼力矩；Cθφ为吊篮式缓冲装置由精密仪器的φ方向旋转产生的θ方向的阻尼力矩；Cθψ为吊篮式缓冲装置由精密仪器的ψ方向旋转产生的θ方向的阻尼力矩；Cφx为吊篮式缓冲装置由精密仪器的x方向位移产生的φ方向的阻尼力矩；Cφy为吊篮式缓冲装置由精密仪器的y方向位移产生的φ方向的阻尼力矩；Cφz为吊篮式缓冲装置由精密仪器的z方向位移产生的φ方向的阻尼力矩；Cφθ为吊篮式缓冲装置由精密仪器的θ方向旋转产生的φ方向的阻尼力矩；Cφφ为吊篮式缓冲装置由精密仪器的φ方向旋转产生的φ方向的阻尼力矩；Cφψ为吊篮式缓冲装置由精密仪器的ψ方向旋转产生的φ方向的阻尼力矩；Cψx为吊篮式缓冲装置由精密仪器的x方向位移产生的ψ方向的阻尼力矩；Cψy为吊篮式缓冲装置由精密仪器的y方向位移产生的ψ方向的阻尼力矩；Cψz为吊篮式缓冲装置由精密仪器的z方向位移产生的ψ方向的阻尼力矩；Cψθ为吊篮式缓冲装置由精密仪器的θ方向旋转产生的ψ方向的阻尼力矩；Cψφ为吊篮式缓冲装置由精密仪器的φ方向旋转产生的ψ方向的阻尼力矩；Cψψ为吊篮式缓冲装置由精密仪器的ψ方向旋转产生的ψ方向的阻尼力矩；
同理，吊篮式缓冲装置相对于精密仪器坐标系的刚度矩阵KO中各个符号的含义为：Kxx为吊篮式缓冲装置由精密仪器的x方向位移产生的x方向的弹簧力；Kxy为吊篮式缓冲装置由精密仪器的y方向位移产生的x方向的弹簧力；Kxz为吊篮式缓冲装置由精密仪器的z方向位移产生的x方向的弹簧力；Kxθ为吊篮式缓冲装置由精密仪器的θ方向旋转产生的x方向的弹簧力；Kxφ为吊篮式缓冲装置由精密仪器的φ方向旋转产生的x方向的弹簧力；Kxψ为吊篮式缓冲装置由精密仪器的ψ方向旋转产生的x方向的弹簧力；Kyx为吊篮式缓冲装置由精密仪器的x方向位移产生的y方向的弹簧力；Kyy为吊篮式缓冲装置由精密仪器的y方向位移产生的y方向的弹簧力；Kyz为吊篮式缓冲装置由精密仪器的z方向位移产生的y方向的弹簧力；Kyθ为吊篮式缓冲装置由精密仪器的θ方向旋转产生的y方向的弹簧力；Kyφ为吊篮式缓冲装置由精密仪器的φ方向旋转产生的y方向的弹簧力；Kyψ为吊篮式缓冲装置由精密仪器的ψ方向旋转产生的y方向的弹簧力；Kzx为吊篮式缓冲装置由精密仪器的x方向位移产生的z方向的弹簧力；Kzy为吊篮式缓冲装置由精密仪器的y方向位移产生的z方向的弹簧力；Kzz为吊篮式缓冲装置由精密仪器的z方向位移产生的z方向的弹簧力；Kzθ为吊篮式缓冲装置由精密仪器的θ方向旋转产生的z方向的弹簧力；Kzφ为吊篮式缓冲装置由精密仪器的φ方向旋转产生的z方向的弹簧力；Kzψ为吊篮式缓冲装置由精密仪器的ψ方向旋转产生的z方向的弹簧力；Kθx为吊篮式缓冲装置由精密仪器的x方向位移产生的θ方向的弹簧力矩；Kθy为吊篮式缓冲装置由精密仪器的y方向位移产生的θ方向的弹簧力矩；Kθz为吊篮式缓冲装置由精密仪器的z方向位移产生的θ方向的弹簧力矩；Kθθ为吊篮式缓冲装置由精密仪器的θ方向旋转产生的θ方向的弹簧力矩；Kθφ为吊篮式缓冲装置由精密仪器的φ方向旋转产生的θ方向的弹簧力矩；Kθψ为吊篮式缓冲装置由精密仪器的ψ方向旋转产生的θ方向的弹簧力矩；Kφx为吊篮式缓冲装置由精密仪器的x方向位移产生的φ方向的弹簧力矩；Kφy为吊篮式缓冲装置由精密仪器的y方向位移产生的φ方向的弹簧力矩；Kφz为吊篮式缓冲装置由精密仪器的z方向位移产生的φ方向的弹簧力矩；Kφθ为吊篮式缓冲装置由精密仪器的θ方向旋转产生的φ方向的弹簧力矩；Kφφ为吊篮式缓冲装置由精密仪器的φ方向旋转产生的φ方向的弹簧力矩；Kφψ为吊篮式缓冲装置由精密仪器的ψ方向旋转产生的φ方向的弹簧力矩；Kψx为吊篮式缓冲装置由精密仪器的x方向位移产生的ψ方向的弹簧力矩；Kψy为吊篮式缓冲装置由精密仪器的y方向位移产生的ψ方向的弹簧力矩；Kψz为吊篮式缓冲装置由精密仪器的z方向位移产生的ψ方向的弹簧力矩；Kψθ为吊篮式缓冲装置由精密仪器的θ方向旋转产生的ψ方向的弹簧力矩；Kψφ为吊篮式缓冲装置由精密仪器的φ方向旋转产生的ψ方向的弹簧力矩；Kψψ为吊篮式缓冲装置由精密仪器的ψ方向旋转产生的ψ方向的弹簧力矩；
S302、定义系统运动学参数，包括：
定义精密仪器相对吊篮式缓冲装置底座的位移分量为x、y和z；其中，x为精密仪器坐标系中心相对于惯性坐标系中心O的位移在OX上的投影，y为精密仪器坐标系中心相对于惯性坐标系中心O的位移在OY上的投影，z为精密仪器坐标系中心相对于惯性坐标系中心O的位移在OZ上的投影；
定义精密仪器相对吊篮式缓冲装置底座的旋转角度分量为θ、φ和ψ；其中，θ为精密仪器坐标系中心坐标轴相对于惯性坐标系坐标轴OX上的旋转角，φ为精密仪器坐标系中心坐标轴相对于惯性坐标系坐标轴OY上的旋转角，ψ为精密仪器坐标系中心坐标轴相对于惯性坐标系坐标轴OZ上的旋转角；
S303、定义外界激励由外界运动输入分量由u，v，w，α，β和γ组成，其中，u为吊篮式缓冲装置底座相对于惯性坐标系的位移在OX上的投影，v为吊篮式缓冲装置底座相对于惯性坐标系的位移在OY上的投影，w为吊篮式缓冲装置底座相对于惯性坐标系的位移在OZ上的投影；α为吊篮式缓冲装置底座相对于惯性坐标系的旋转在OX上的分量，β为吊篮式缓冲装置底座相对于惯性坐标系的旋转在OY上的分量，γ为吊篮式缓冲装置底座相对于惯性坐标系的旋转在OZ上的分量；
S304、根据系统运动学参数和外界激励定义缓冲效果：
基于外界的冲击通过线性运动传递到吊篮式缓冲装置上，定义吊篮式缓冲装置的缓冲效果分为x向、y向和z向缓冲效果；如下：
x向缓冲效果为x向精密仪器最大加速度与外界x向线性加速度最大值的比值，即：
y向缓冲效果为y向精密仪器最大加速度与外界y向线性加速度最大值的比值，即：
z向缓冲效果为z向精密仪器最大加速度与外界z向线性加速度最大值的比值，即：
5.根据权利要求4所述的设计阶段确定吊篮式缓冲装置缓冲效果的方法，其特征在于，步骤S4的具体实施步骤为：
S401、基于步骤S3定义的系统物理参数、系统运动学参数和外界激励，确定该吊篮式缓冲装置的六自由度动力学方程为：
S402、简化吊篮式缓冲装置的动力学方程为分块矩阵形式：
其中，M为精密仪器和吊篮式缓冲装置支架的组合的质量分块矩阵，为精密仪器和吊篮式缓冲装置支架的组合的转动惯量分块矩阵，X为精密仪器相对于吊篮式缓冲装置底板在x，y，z三个方向上的位移分块矩阵，Θ为精密仪器相对于吊篮式缓冲装置底板在θ，φ，ψ三个方向上的旋转分块矩阵，Cxx为吊篮式缓冲装置由精密仪器的x，y，z三个方向的位移产生的在x，y，z三个方向上的阻尼力分块矩阵，Cxθ为吊篮式缓冲装置由精密仪器的θ，φ，ψ三个方向的旋转产生的在x，y，z三个方向上的阻尼力分块矩阵，Cθx为吊篮式缓冲装置由精密仪器的x，y，z三个方向的位移产生的在θ，φ，ψ三个方向上的阻尼力矩分块矩阵，Cθθ为吊篮式缓冲装置由精密仪器的θ，φ，ψ三个方向的旋转产生的在θ，φ，ψ三个方向上的阻尼力矩分块矩阵，Kxx为吊篮式缓冲装置由精密仪器的x，y，z三个方向的位移产生的在x，y，z三个方向上的弹簧力分块矩阵，Kxθ为吊篮式缓冲装置由精密仪器的θ，φ，ψ三个方向的旋转产生的在x，y，z三个方向上的弹簧力分块矩阵，Kθx为吊篮式缓冲装置由精密仪器的x，y，z三个方向的位移产生的在θ，φ，ψ三个方向上的弹簧力矩分块矩阵，Kθθ为吊篮式缓冲装置由精密仪器的θ，φ，ψ三个方向的旋转产生的在θ，φ，ψ三个方向上的弹簧力矩分块矩阵，U为外界激励在x，y，z三个方向上的位移分块矩阵，α为外界激励在θ，φ，ψ三个方向上的旋转分块矩阵。
6.根据权利要求5所述的设计阶段确定吊篮式缓冲装置缓冲效果的方法，其特征在于，步骤S5的具体实施步骤为：
S501、根据步骤S3的定义以及坐标转换，得到：
上两式中，Cxxn＝[An][Cpn][An]T，Kxxn＝[An][Kpn][An]T；
S502、将上面计算所得各式以及步骤S304定义的外界激励带入动力学方程式中，通过Rung-Kutta法求解微分方程，得到精密仪器三向加速度；
S503、根据经过步骤S502确定的精密仪器三向加速度的最大值，求得吊篮式缓冲基座的x向缓冲效果，吊篮式缓冲基座的y向缓冲效果和吊篮式缓冲基座的z向缓冲效果。
CN202011630097.6A 2020-12-31 2020-12-31 一种设计阶段确定吊篮式缓冲装置缓冲效果的方法 Active CN112765740B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011630097.6A CN112765740B (zh) 2020-12-31 2020-12-31 一种设计阶段确定吊篮式缓冲装置缓冲效果的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011630097.6A CN112765740B (zh) 2020-12-31 2020-12-31 一种设计阶段确定吊篮式缓冲装置缓冲效果的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112765740A CN112765740A (zh) 2021-05-07
CN112765740B true CN112765740B (zh) 2024-05-03

Family

ID=75699580

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011630097.6A Active CN112765740B (zh) 2020-12-31 2020-12-31 一种设计阶段确定吊篮式缓冲装置缓冲效果的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112765740B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115076288A (zh) * 2022-06-15 2022-09-20 国机集团科学技术研究院有限公司 摇篮式可调阻尼的塔台二次雷达系统运行振动控制技术

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202485550U (zh) * 2012-01-18 2012-10-10 北京自动化控制设备研究所 一种惯导系统衰减大冲击的缓冲装置
DE102014006193A1 (de) * 2013-05-06 2014-12-11 KÖTTER Consulting Engineers GmbH & Co. KG Schwingungstilger oder Schwingungsdämpfer
CN115336423B (zh) * 2013-07-15 2016-11-30 中国人民解放军陆军工程大学 一种炮载精密电子设备支撑装置减振缓冲特性评估的方法及系统
CN111062143A (zh) * 2019-12-30 2020-04-24 重庆长安汽车股份有限公司 一种汽车发动机惯性参数识别方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202485550U (zh) * 2012-01-18 2012-10-10 北京自动化控制设备研究所 一种惯导系统衰减大冲击的缓冲装置
DE102014006193A1 (de) * 2013-05-06 2014-12-11 KÖTTER Consulting Engineers GmbH & Co. KG Schwingungstilger oder Schwingungsdämpfer
CN115336423B (zh) * 2013-07-15 2016-11-30 中国人民解放军陆军工程大学 一种炮载精密电子设备支撑装置减振缓冲特性评估的方法及系统
CN111062143A (zh) * 2019-12-30 2020-04-24 重庆长安汽车股份有限公司 一种汽车发动机惯性参数识别方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
《航海光纤惯导缓冲基座结构参数优化》;涂勇强等;《导航定位与授时》;20180718;第5卷(第4期);第99-104页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN112765740A (zh) 2021-05-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9213046B2 (en) Micro inertial measurement system
JP5904019B2 (ja) センサーユニット，運動計測システム、およびテニスラケット
CN112765740B (zh) 一种设计阶段确定吊篮式缓冲装置缓冲效果的方法
CN110567452B (zh) 一种激光陀螺双轴旋转惯导系统姿态误差补偿方法
CN101566483A (zh) 光纤陀螺捷联惯性测量系统振动误差补偿方法
CN109470273A (zh) 捷联惯性导航系统惯性元件拆装免标定方法
CN106248078B (zh) 机抖激光陀螺敏感轴动态偏移误差参数估计与补偿方法
EP2404712A1 (en) A dual arm robot and a method for controlling a dual arm robot
JP2006307932A (ja) 除振装置
CN104931046A (zh) 一种微型惯性测量系统
CN106369105A (zh) 一种用于空间飞行器光纤惯组的八点减振系统
CN101509935B (zh) 一种空间惯性传感器地面测试装置
KR20150078461A (ko) 관성 및 무게 중심 측정 시스템
JP5949004B2 (ja) センサーユニット、運動計測システム、装着具及び運動器具
CN112668191B (zh) 基于橡胶减振器的缓冲基座的解析式动力学模型构建方法
CN111609081B (zh) 一种基于Stewart构型的新型减振装置
CN113740929A (zh) 一种空间惯性传感器的地面测试装置及方法
CN207292457U (zh) 一种imu气压计组件及无人机
CN114091207B (zh) 一种冲击载荷下的隔冲器时变可靠性分析方法
CN112762136B (zh) 一种确定惯导系统衰减大冲击缓冲装置缓冲间隙的方法
CN107339364A (zh) 运载火箭光纤惯组的减震系统及其安装方法
Xu et al. Engine excitation force identification on the basis of discrete spectrum correction
KR101637655B1 (ko) 진동 감쇠 장치 및 이를 구비한 관성 측정 장치
CN113704870B (zh) 发动机激振力识别方法、装置、计算机设备和存储介质
CN115544776A (zh) 一种基于adams的橡胶缓冲基座动力学分析方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant